En million grader varme ioner kan sende rumskib til Mars på 39 dage
Nasa udvikler sammen med et lille, privat firma en kraftig ionmotor, som skal forkorte rejsetiden til Mars fra seks måneder til 39 dage. Det sker ved at benytte verdens kraftige superledende plasmakilde, men endnu mangler reaktoren at blive udviklet.
Med en termonuklearreaktor vil Vasimr-ionmotoren kunne sende astronauter til Mars på blot 39 dage.
Læs også
Læs mere om
Dokumentation
Det lille, privat rumfirma Ad Astra Rocket Company, der blev grundlagt i 2005 af den tidligere astronaut Franklin Chang-Diaz, arbejder sammen med Nasa på en ny motor, som skal gøre bemandede rejser til Mars mere overkommelige.
En rejse fra Jorden og ud til Mars vil med almindelige rumskibe i bedste tilfælde tage seks måneder. Med en nyudviklet super-ionmotor vil rejsetiden kunne reduceres til blot 39 dage.
Normalt brænder raketter kemisk brændstof for at skabe kraft, som hovedsageligt bruges til at undslippe Jordens tyngdekraft. Herefter svæver rumskibene ofte med en konstant hastighed frem mod deres mål.
En årelang acceleration
Ionmotorer skaber en kraft ved at accelerere ladede atomer, eller ioner, op i et elektrisk felt og skubbe dem bagud. Kraften er langt mindre kraft end kemiske raketters, så de kan ikke benyttes til opsendelsen fra Jorden.
I rummet benyttes ionmotorer til at accelerere rumsonder og rumskibe i årevis, indtil fartøjerne bevæger sig hurtigere, end hvad er muligt med traditionelle raketter.
Flere rumsonder har benyttet mindre ionmotorer, blandt andet Nasas Dawn-rumsonde på vej til Vesta og Ceres og den japansk Hayabusa-sonde, som har besøgt asteroiden Itokawa.
Frekvensgenerator er nøglen
Nasas nye ionmotor kaldet Vasimr (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) bliver meget kraftigere end nuværende ionmotorer, fordi den benytter en frekvensgenerator til at opvarme plasma med ladede partikler.
Vasimr fungerer på samme måde som en dampmotor. I det første trin opvarmer frekvensgeneratoren en gas med argon-atomer, indtil elektronerne koger af, hvorved der skabes plasma. Det første trin blev testet for 14 dage siden i Ad Astra Rockets hovedkvarter i Texas.
Det andet trin opvarmer ionerne til omkring en million grader. Det sker ved et kraftigt magnetfelt, hvor ionerne roterer med en fast frekevns. Frekvensgeneratoren er sat til samme frekvens, hvorved der gives ekstra energi til ionerne. Et kraftigt magnetfelt leder plasmaet ud af motoren, hvilket skubber raketten fremad.
»Det er den kraftigste superledende plasmakilde som vi kender,« siger forskningsleder Jared Squire, Ad Astra Rocket Company.
100 gange kraftigere end andre ionmotorer
Ved hjælp af frekvensgeneratoren kan Vasimr opnå en fremdrift, som er 100 gange kraftigere end andre ionmotorers. Det skyldes, at normale ionmotorer sender plasmaet gennem en række net med spændingsforskelle. Her kolliderer nogle af ioner med nettet og eroderer det, hvilket begrænser kraften og motorens levetid.
I sidste uge begyndte firmaet sine afprøvninger af motorens andet trin. Indtil nu er man nået op 50 kilowatt. Man håber at kunne nå op på 200 kW i de kommende afprøvninger. Det vil ifølge Jared Squire være nok til at sende to ton fra en position tæt ved Solen og ud til Jupiter på 19 måneder.
Firmaet har aftalt med Nasa at afprøve motoren på Den internationale Rumstation i 2012 eller 2013, hvor den kan benyttes til at hæve rumstationens bane.
Med det nuværende energiniveau kan motoren drives af solenergi. Men for at kunne flyve til Mars på 39 dage, skal der benyttes 1.000 gange mere energi, end solceller kan producere. Vasimr skal i stedet drives af en termonuklearreaktor, som dog først skal udvikles.
